矿车是煤矿运输设备中数量多，维修改造数量大的一种设备，而轮对是矿车上的重要部件，既是行走机构，又是承载机构。在矿车损坏中，轮对损坏又是严重的。在煤矿工作多年，发现由于轮对故障而引起矿车损坏的比例高达70％以上。因此，分析矿车轮对常见故障，加强矿车维修与管理工作，提高轮对的可靠性和使用寿命，延长服务年限，维持周转能力，降低生产成本，对煤矿生产具有重要意义。
1 矿车轮对结构和工况条件
矿车轮对结构和受力情况
矿车轮对主要由车轮、轴、轴承、密封材料等组成。矿车在行驶过程中，特别是在弯道运行中，除重力、摩擦力，还有离心力。摩擦力会加剧车轮的磨损，离心力会使矿车掉道翻车。
工作条件
1)矿车在煤矿井下的最高运行速度一般为15 km／h，车轮的线速度为4 m／s～5 m／s，车轮的转速为120 r／min-350 r／min。
2)1．5 t矿车在两个轮对上的最大载荷(含自重)不超过4．5 t，矿车轮对在运行和卸载过程中常要承受强大的冲击负荷。
3)车轮对经常在含有酸、碱成分的煤泥水中行走。
4)矿车轮对还经常在平整度和轨道超标的轨道上行驶。
矿车轮对失效形式
由于轮对的工作环境相当恶劣，设计上也有缺陷，加之管理不当，轮对的使用寿命较短。在调查中发现，轮对在井下一般使用6个月就需大修，更换密封件和轴承。实际上，矿车轮对在井下所承受的工作负荷和运行速度并不高，矿车轮对的失效形式通常不是因轴承疲劳损坏而引起。其主要失效形式表现为：
1)密封失效。当带有酸、碱成分的煤泥水通过密封件的间隙进入轴承滚道内时，引起钢球被煤泥堵塞，卡死而失效。2)轴承失效。由于轴承被卡死不转，引起轴承的内圈或外圈与车轴或轮毂之间相对转动后，使车轴严重磨损而产生应力集中，在外界冲击负荷的作用下造成车轴折断，轮毂的内圆严重磨损导致车轮轮毂与轴承外圈的间隙增大，使车轮产生过大晃动而失效。
常见故障及原因分析
密封差
目前，山西大同使用的各种老式矿车，其轮对密封多采用迷宫式加羊毛毡结构，它不能有效地防止水的浸入和润滑油脂的泄漏，同时，羊毛毡易压缩磨损，煤粉易浸入，加剧车轮的磨损。选用润滑脂不当。过去矿上普遍使用的是钙基润滑脂，其机械安定性、抗水性、耐低温性均很差，遇水易皂化，变质结块，不但不能起润滑作用，反而起阻塞和磨损作用。
矿车轮中的轴承非正常磨损
轴承采用普通圆锥滚子轴承，这种轴承的承载能力和轴向止推能力虽较高，但防卡性能很差，使用过程中一旦煤泥水浸入，则会堵塞轴承管道，破坏轴承润滑，很快损坏。轮对内密封圈磨损后，煤泥水进入轴承内，导致轴承内外圈大面积锈蚀；矿车在不平的轨道上行驶时产生振动，引起附加冲击载荷，加剧轴承磨损。轴与轴承的配合一般采用过盈配合，虽然较紧，但轴承内圈集中应力的频繁作用，导致轴承内圈磨损使轴承报废。严重时车轮拖死，造成翻车事故。矿车轮非正常磨损润滑不良使矿车轮发生的滑动摩擦增多，加剧矿车轮磨损；轨道中的弯道多，也加剧了车轮的磨损。在弯道处，矿车离心力与其重力的合力不可能同轨面垂直，即离心力永远存在。受离心力的作用，经过一段时间的运行，弯道处轨距出现较大的负偏差(轨距缩小)和正偏差(轨距增大)，当矿车从标准轨驶入时，车轮就会相对轨道发生向外横向滑动；相反，会产生向内横向滑动。滑动摩擦对零件所造成的磨损程度远远大于滚动摩擦，必然会引起矿车轮对磨损的增加，严重时会造成矿车掉道翻车。
矿车移动频繁，故障处理困难
多数矿的矿车检修没有建立一套较为完整的修理制度，检修人员经常更换，检修班组也经常变动且检修地点不确定，工具不齐全，而检修中一般是矿车坏得实在走不了才动手修，矿车采取这样的检修管理办法势必造成矿车提前损坏，有的矿车一直到报废也轮不到修理加油一次。轨道缺乏维护，使轨道的误差和平整度超标。当矿车在不平的轨道上行驶时，产生振动，引起附加冲击载荷，增加了矿车轮与轨道间的摩擦力，造成矿车轮的附加磨损。
维修和改进
1)采用M 型密封件，改进密封。M 型密封件为组合式密封，在主唇口内侧装有弹簧，使之与轴颈之间保持严密的按触，并能自动补偿唇门磨损出现的间隙。主副唇口外翻能有效地阻止水和煤泥的浸入，具有优良的防尘、防水能力。
2)选用新型310KA矿车专用轴承，提高使用寿命。该轴承选用大直径钢球，增大了轴承的径向游隙，提高了耐冲击能力和承载能力，同时用柔性尼龙保持架代替原钢质保持架。因尼龙质地较软，具有自润滑、耐磨及异物进入的可溶性，延长轴承的使用寿命。
3)改变轴与轴承的配合。改传统的过盈配合为间隙配合，使轴与轴承内圈有适当转动间隙，轴承内圈的正压力集中点变化，可提高轴承寿命。
4)增设缓冲装置。为缓冲矿车行驶中的附加冲击载荷，可在轴承与轴间增设一个硬质橡胶冲垫，减缓轴承因附加载荷引起的压力瞬时刷值，使其趋于平稳，减少掉道现象发生，增加运行的安全性。
5)选用锂基润滑脂。轮对的润滑脂除起润滑轴承和橡胶唇
口作用外，还起防水和防尘的作用，矿用Ⅱ号锂基润滑脂具有良好的机械安定性和抗水性，遇水不易皂化，不易流失的特点。
6)弯道处轨距加宽，外轨抬高。在弯道上运行的车辆，车轮的轮缘不与轨道平行，如弯道处的轨距仍与直道处相同，轮对将被钢轨卡住或被挤出轨面。弯道处的外轨抬高，可使矿车离心力与其重力的合力尽可能同轨面垂直，避免因离心力的作用而使车轮轮毂挤压外轨，增大运行阻力，加大轮毂和钢轨的磨损，甚至造成翻车。
7)控制弯道矿车运行速度，使离心力与重力分布平衡，减少或杜绝矿车轮的磨损及运行事故。管理矿车是频繁移动的设备，损坏故障没有固定地点，如何确定检修方式和管理，同检修效果和完好率密切相关。实行矿车周期定点检修，不失为一个好方法。
1)建立定点周期检修的规章制度及检验验收制度。
2)设立专职检修人员，并配备电焊工一人。
3)建立专门的检修场所、专用轨道，配备一般安装工具等。
4)被修矿车轮对各部位要全面检查修理，按检修项目严格填写检修录，所检修矿车按要求进行编号。
5)检修人员实行定额计件，按检修内容考核计量。
6)实行日检修验收制度，检修不合格的严禁上轨运行。
7)矿车周期检修的资金和材料要切实落实。
8)检修中的质量控制：进入检修的矿车，要准备需更换的零件，确保矿车检修质量；矿车轴承要严格清洗加油，磨损过度或接触疲劳斑点的轴承质量低于完好标准的不得投入使用。
9)检修进行质量验收：a．每天定时；b．要派熟悉的工程技术
人员严格把关，进行技术指导，提出检修要求。
10)建立巡检制度，也是周期检修的重要环节。矿车实行周期检修后，一般能确保完好运行，但由于种种原因，少数矿车在运行中失去效用。建立巡检制度是在规定的时间，检修人员带上易损零件与检修工具在井口运输巷两侧进行抢换，这样既不影响运行时间，又可确保矿车安全运行。采取定点周期轮换检修和定期巡检管理办法，轴承寿命可提高3倍以上，轮对常见故障明显下降，掉道次数减少50％以上，可确保95％的矿车正常运行，同时矿车完好率提高，检修人员减少，并且节约了材料费用支出，减少了运输事故，延长了矿车使用年限。
